Machines outils à commande numérique · 2016. 6. 18. · TD de Programmation Manuelle sur...

Machines outils àcommandenumérique

Dr : Zahia HESSAINIAUniversité Des Frères Mentouri Constantine 1

Faculté Des Sciences De La TechnologieDépartement De Génie Mécanique

1,011 -05 - 2016

Table desmatières

Objectifs 3

I - TD de Programmation Manuelle sur "Machines-outils à Commande

Numérique" 4

1. TD : Repérage des axes ................................................................................................................. 51.1. Définition et implantation des axes ............................................................................................................ 51.2. Mode de cotation ..................................................................................................................................... 91.3. Préparation d'une machine outil à commande numérique ........................................................................... 11

2. TD : Étude de la programmation ................................................................................................ 142.1. Programmation manuelle ........................................................................................................................ 152.2. Support d'information de la programmation .............................................................................................. 162.3. Langage de programmation des MOCN .................................................................................................... 172.4. Fonctions de programmation ................................................................................................................... 202.5. Interventions complémentaires ................................................................................................................. 32

3. TD : Manipulation des fonctions de programmation par des exercices ....................................... 333.1. Exercice 1 de programmation sur une Fraiseuse ........................................................................................ 333.2. Exercice 2 de programmation sur un tour ................................................................................................. 35

Glossaire 38

Abréviations 40

Bibliographie 41

Webographie 42

3

Savoir les différentes outils mise en œuvre pour entamer le langage deprogrammation

Objectifs

TD de Programmation Manuelle sur "Machines-outils à Commande Numérique"

4

TD : Repérage des axes 5TD : Étude de la programmation 14TD : Manipulation des fonctions de programmation par des exercices 33

TD deProgrammationManuelle sur"Machines-outils àCommandeNumérique"

I


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1. TD : Repérage des axes1.1. Définition et implantation des axes

ComplémentLes systèmes d'axes d'une MOCN répondent aux normes NFZ-020 et ISO841 qui précisent leursdésignations et leurs sens de déplacement. Sur le tour comme sur la fraiseuse, la mise enposition d'une pièce sur la machine se fait par rapport à un repère lié au support de pièce (il enest de même pour la mise en position de l'outil sur la tourelle). A chacun de ces repèrespeuvent se définir six mouvements associés aux axes (trois translations suivant X, Y, Z et troisrotations notées respectivement A, B, C), appelés degrés de liberté (figure 7.1)

Figure 7.1. Implantation des axes

Par rapport à un trièdre O, X, Y, Z, une pièce peut se déplacer suivant six mouvementssimples :- 3 translations- 3 rotations.La pièce possède donc 6 degrés de liberté:Chaque fois que l'on supprime un mouvement, on élimine un degré de liberté.

RemarqueLorsque les six degrés de liberté sont supprimés, on dit que la pièce est immobilisée isostatiquement.

a) Technologie sur MO traditionnelle (axes)Le besoin d'un repère sous forme d'un trièdre (X, Y, Z) n'est pas essentiel. En effet, les motssont conduits directement - et sous le contrôle - d'un opérateur qui suit les instructions ducontrat de phase.L'opérateur situe, de manière traditionnelle, la position du repère cartésien et il identifie lesdéplacements sur ces axes par des termes tels que:- longitudinal,- transversal,- vertical.

:b) Technologie sur MOCN (axes)


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Le besoin d'un repérage systématique du trièdre (X, Y, Z) est devenu nécessaire depuisl'adjonction, entre la machine et l'opérateur, d'une armoire électronique (Le CNC).En effet, l'opérateur doit informer - sous forme codée- la machine des instructions contenuesdans le contrat de phase ; notamment, les déplacements sur les axes du trièdre.

Figure 7.2.Repérage

Dans un souci de standardisation les constructeurs ont été amenés à définir un trièdre deréférence :• Axe Z : il est toujours situé sur l'axe de rotation de la broche quelle que soit la machine.• Axes X et Y : ils sont repérés par la règle des trois doigts


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Figure 7.3. Repérage systématique

Sur les MOCN le trièdre (X, Y, Z) est toujours lié au mouvement de l'outil. Or ce sont parfoisles tables qui sont en mouvement et qui assurent l'usinage de la pièce. Il a fallu codifier ces «autres » déplacements. Ainsi, le signe () (Prime) indique que c'est la table qui se déplace et nonl'outil.Par exemple, sur la fraiseuse de la fig.2, les mouvements de l'outil sont :• Z : mouvement vertical dans l'axe de la broche,• Y : mouvement longitudinal de l'axe de la broche ; les mouvements de la table sont :• X': mouvement transversal de la table par rapport à l'axe de la broche.•C': mouvement auxiliaire de rotation par rapport à l'axe de la broche (plateau tournant).


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Fig 7.4. Repérage des axes

- Règle des trois doigtsPour positionner le système d'axes, il est simple d'utiliser la règle des trois doigts. L'axe dumajeur étant, par convention, parallèle à celui de la broche de travail (figure 4). Les axesadditionnels présents sur certains centres d'usinage, définissant les mouvements secondairesparallèles aux axes principaux (X, Y et Z), sont repérés par U, V et W.

Fig 7.5. Règle des trois doigts

Les axes sur un tour ou sur une fraiseuse sont définis comme suit :


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correspond à l'axe de la broche. Le sens positif est celui qui correspond à unL'axe Zdégagement de l'outil (accroissement de la distance entre la pièce et l'outil). Le sens positif derotation de la broche est celui des aiguilles d'une montre.

correspond à l'axe ayant le plus grand déplacement. Pour une fraiseuse, c'estL'axe Xgénéralement l'axe longitudinal (directement perpendiculaire à l'axe Z). Pour un tour, l'axe Xde mouvement est radial. Le sens positif du mouvement est celui qui correspond àl'accroissement de la distance entre l'outil et l'axe de rotation de la pièce.

forme un trièdre trirectangle avec les deux autres axes. Pour une fraiseuse, c'est l'axeL'axe Ytransversal.C'est-à-dire, Sur l'axe Z, le sens positif est toujours celui qui accroît la cote par rapport à latable. L'orientation des axes X et Y dépend alors de la règle des trois doigts, l'index et le pouceindiquant le sens positif. Sens de rotation de la broche. Le sens de rotation de référence est le sens trigonométrique, On-

peut s'aider pour déterminer le sens positif (sens trigonométrique) de la règle du tire-bouchon(voir figure ci-dessous).

Figure 7.6. règle du tire-bouchon

1.2. Mode de cotation

ComplémentIl existe deux types de commandes de déplacements de l'outil : les commandes et lesabsoluescommandes . Dans une commande absolue, les valeurs desincrémentielles (relatives)coordonnées de la position d'arrivée sont programmées, alors que dans une commandeincrémentielle, c'est le déplacement de la position elle-même qui est programmé. G90(programmation absolue) et G91 (programmation relative) sont utilisés pour sélectionner lemode absolu et relatif respectivement.Pour assurer l'usinage d'une pièce sur machine-outil commandée numériquement, leprogrammeur peut recevoir le dessin de produit fini coté suivant deux modes.


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a) Cotations absolues /G90D'aprés la (figure 7.6), on remarque que toutes les coordonnées sont données par rapport à uneorigine fixe fournie par les surfaces de référence.

Fig 7.7. Cotations absolues

b) Cotations relatives / G91Nous remarquons que les cordonnées sont données par rapport au point précédent. La cotationse fait par empilage (figure 7.7).

Fig 7.8. Cotations relatives


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1.3. Préparation d'une machine outil à commande numérique

a) Prises d'origine machine (POM)Avant toute mise en service, une machine-outil à commande numérique doit être initialisée.Cette opération consiste. à déplacer les chariots vers un point défini par des butées électriques:c'est l'origine machine (OM).Ce point est le point de référence de la machine. Il est atteint en réalisant les prises d'originemachine (POM).Exemple

Figure 7.9. Origine machine

RemarqueL'origine mesure est un point défini sur chaque axe. C'est l'origine absolue de la mesure.

Exemple : Tournage

Figure 7.10. Position origine machine et origine mesure sur l'axe Z


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b) Origine ProgrammeL'origine programme est l'origine des axes qui a servi à établir le programme. Elle est(OP)choisie par le bureau des méthodes. Toutes les coordonnées des points des cycles d'usinage sontdéfinies par rapport à l' à partir des cotes de fabrication.OPL'origine programme est définie par rapport à l'origine pièce par un paramètre sur chaque axe

(NUM).Remarque: si l'origine pièce est confondue avec l'origine programme, il n'y a pasDEC1lieu de déterminer des .DEC1

Exemple

Fig7.11 : Représentation des origines en tournages

A partir des paramètres et , le directeur de commande numérique (DCN)PREF DEC1détermine le décalage d'origines (distance OP/Om) sur chaque axe. Cette information estindispensable au DCN pour gérer le déplacement de l'élément générateur de l'outil selon lecycle défini par le programme (coordonnées liées à l' ).OP

c) Origine PiècePour des raisons pratiques, l'origine mesure ne peut être le point de référence pour la suite desopérations. Il faut déterminer, sur chaque axe, un point de référence lié au porte-pièce (ou lapièce) sur lequel on peut se positionner. Ce point est défini par rapport à l'origine Les nouvellesorigines (sur chaque axe) ainsi définies sont appelées: Mesure par le paramètre PREFOrigine porte-pièce si le point palpé est sur la référence broche/porte-pièce ou(Opp)table/porte-pièce; origine pièce si le point palpé est sur la référence porte-pièce/pièce(Op)


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Exemple : Tournage : Cas du point déterminé sur la référence Broche /Porte-pièce

RemarqueLe paramètre est déterminé lors de la réception de la machine et sa valeur estPREFenregistrée par le directeur de commande. En général, c'est une donnée machine stabilisée(rarement modifiée).

d) Origines et points caractéristiques : Origine mesure, Liée au bâti de la machineOm : Origine porte-pièce, Liée à la mise en position du porte-pièce sur la machineOpp

: Origine pièce, Liée à la mise en position de la pièce sur le porte-pièceOp : Origine Programme, Placée par le programmeur pour faciliter l'écriture du programmeOP

: Point de référence, Lié à la mise en position du porte-outil sur la machinePr : Point courant, Point de l'outil produisant la surface usinée sur la piècePc

e) Décalages et jauges


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f) Introduction des décalages : PREF, DEC, G59 ET JAUGESCes valeurs appartenant à différentes parties du poste de travail, il est important d'identifier oùces décalages sont introduits.- PREFCes valeurs n'appartiennent qu'à la machine. Généralement il suffit de les introduire une foispour toute dans le directeur de commande numérique, ces valeurs n'étant changées que lors dudéréglage de la machine (collision par exemple). Il est à noter que dans certains cas il faudraitcréer un sous programme de rappel de ces valeurs systématiquement appelé en début deprogramme pièce.- DEC1 ou DEC3Ces valeurs appartiennent au porte-pièce. Elles sont déterminées par les cotes d'aptitude duporte-pièce. Elles peuvent être contrôlées hors machine en MMT par exemple, et peuvent êtregravées sur le porte-pièce (porte-pièce dédié). Elles devront être introduites dans le DCN :- DECALAGE G59Ces valeurs font parties intégrantes du programme pièce et ne doivent pas être modifiées.- JAUGESCes valeurs appartiennent à l'outil et au porte-outil. Elles peuvent être contrôlées hors machinesur banc de contrôle par exemple. Elles devront être introduites dans le DCN.

2. TD : Étude de la programmationLa programmation est le travail de préparation qui consiste à transposer, sous forme de textealphanumérique, la gamme d'usinage de la pièce en un ensemble ordonné d'instructions comprises etexécutées par la CN en vue de réaliser son usinage. Ce travail peut être effectué manuellement ouavec l'assistance d'un ordinateur utilisant un langage de programmation évolué. De plus, certainessurfaces complexes sont extrêmement difficiles, voire impossibles à programmer en manuel. C'estpourquoi les CN modernes disposent de logiciels intégrés d'aide à la programmation et de cyclesfixes d'usinage. La méthode de programmation est choisie en fonction des compétences duprogrammeur et de la complexité des machines à piloter (figure 7. 11).Quelque soit le langage de programmation utilisé pour le développement des programmes pièces, leseul langage compréhensible par la machine est le langage ISO. Le passage d'un langage de hautniveau au langage ISO est possible en utilisant un logiciel de traduction.


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Figure 7.12. Méthodes comparées de programmation

2.1. Programmation manuelle

ComplémentLa programmation manuelle consiste à écrire, ligne par ligne, les étapes successives nécessairesà l'élaboration d'une pièce donnée. Après décomposition du cycle de travail, le programmeurprocède au calcul des coordonnées des points intermédiaires, définit tous les déplacements pourchaque passe d'usinage et réalise lui-même la codification des instructions en respectant leformat spécifique prévu pour la CN et la machine. Ce mode de programmation nécessite uneprofonde connaissance du langage ISO, des mathématiques (géométrie et trigonométrie) et destechniques d'usinage.La programmation manuelle peut être efficace lorsque les opérations d'usinage sont simples.Mais dès que les formes de pièces deviennent compliquées et qu'elles nécessitent un grandnombre de mouvements, cette méthode devient vite fastidieuse avec des risques d'erreurimportants.


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2.2. Support d'information de la programmation

Le Langage peut être introduit sur pupitre de la CN mais cette solution mobilise la ISOmachine. La majorité des systèmes offrent, par ailleurs, une interface peu conviviale permettantla programmation et le téléchargement sur la CN.Le poste de programmation peut être soit:- Une console spécialisée reproduisant l'interface utilisateur de la C.N.- Un ordinateur standard utilisant un logiciel spécialisé ou un éditeur de texte. L'écriture duprogramme s'effectue en temps masqué, mais les tests syntaxiques et la simulation graphiquedoivent se faire sur la MOCN ou nécessite alors l'utilisation d'un logiciel de simulation.Les instructions programmées doivent contenir toutes les données nécessaires à la commande etau séquencement des opérations à réaliser pour assurer l'usinage de la pièce sur la machine.Elles regroupent :

Les commandesLes données géométriques, qui indiquent la forme et les dimensions de la pièce à usiner etpermettent à la CN de calculer les positions successives de l'outil par rapport à la piècependant les diverses phases de l'usinage. Les positions sont définies par rapport à uneorigine connue. Certaines instructions viennent compléter les données géométriques enindiquant la nature du traitement numérique qu'elles doivent subir: le moded'interpolation, le choix du mode de cotation, le choix du cycle d'usinage, le choix del'outil, etc.Les données technologiques, qui précisent, compte tenu des caractéristiques et desperformances de la machine (puissance des moteurs d'entraînement, performances de labroche et des organes mobiles), les conditions de coupe optimales dans lesquelles pourras'effectuer l'usinage. Elles concernent principalement la vitesse de rotation de la broche,les vitesses d'avance et la commande de l'arrosage.


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2.3. Langage de programmation des MOCN

Bien que certaines fonctions ou instructions soient normalisées, les langages pourmachines-outils à commande numérique sont généralement spécifiques à chaque constructeur. Lelangage décrit au dessous et qui sera utilisé par la suite concerne les machines-outils travaillantpar enlèvement de métal du fabricant . On examinera dans ce paragraphe la structure SIEMENSgénérale d'un programme d'usinage et les fonctions communes à toutes ces machines.Un programme d'usinage comprend un certain nombre de séquences, chaque bloc étant désignépar la lettre N suivie de 4 chiffres qui indiquent le numéro du bloc. Chaque bloc est constituéd'un certain nombre de mots (moins un mot) désigné par une lettre différente de N et suivie :- d'un signe éventuel- d'un module numérique entier ou fractionnaire à format fixe ou variable.Donc :Le langage de programmation des MOCN possède les caractéristiques suivantes :

la chronologie des actions,l'appel des outils,la sélection des vitesses de coupe et d'avance,la formulation des trajectoires etles mises en ou hors fonction d'organes de la machine.

Un langage est utilisé pour décrire les opérations d'usinage sur une MOCN. Il comporte uncertain nombre de lignes d'écriture appelées blocs d'informations, chaque ligne correspondant àune étape particulière du processus d'usinage (figure 7.12). Chaque bloc, ou séquence d'usinage,contient plusieurs mots qui sont la combinaison de lettre d'identification appelées adresses etd'une série de chiffres accompagnés ou non d'un signe (+) ou (–).La plupart des machinesactuelles acceptent des blocs à format variable dans lesquels ne figurent que les seulesinstructions nécessaires à leur exécution. Celles déjà fournies et encore actives n'ont pas à êtrerépétées. Chaque fabricant de CN spécifie dans son manuel de programmation la façon d'écrireles données numériques allouées aux différentes lettres ou adresses (nombre de chiffres avant etaprès la virgule, mode d'apparition des entiers et des décimales, etc.). A titre d'exemple, leslettres-adresses usuelles retenues par NUM sont indiquées sur le .Tableau 1

Figure 7.13 : Structure d'un programme d'usinage avec l'organisation d'un bloc


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Exemple% 250 (Carter en AU5GT Réf.79-80100)- Le numéro de bloc (adresse N suivie d'un nombre de 1 à 5 chiffres) ouN : numéro de ligne, repérage chronologique en début de ligne, figure obligatoirement au débutde chaque bloc. Les blocs sont numérotés dans un ordre croissant de 5 en 5 ou de 10 en 10permettant ainsi l'insertion des lignes en cas d'erreur

- Format d'un motUn mot de langage CN constitué d'une lettre appelée adresse et d'un certain nombre de chiffres(de 0 à 9) avec éventuellement un signe (+) ou (–) ainsi qu'un point décimal. Le format dechaque mot est l'une des caractéristiques des directeurs de commande. Il faut donc consulter lemanuel pour respecter le format autorisé.G 52 MotG : Adresse52 : Valeur

Exemplele mot à l'adresse N peut prendre les valeurs de N0 à N9999N340

le mot à l'adresse X peut prendre les valeurs de -9999.999 à 9999.999X-23.659

1) Les mots fonction préparatoire adresse Gsuivie d'un nombre de 1 à 2 chiffres définissent le déroulement de certaines fonctionsTableau 1de commande et préparent la CN à exécuter une action bien précise. Ce sont généralement desordres de déplacement, de décalage, d'appels de cycles spécifiques d'usinage, etc.

Tableau 1. Fonctions préparatoires (G)


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RemarqueLes fonctions peuvent être :G

, c'est-à-dire auto-maintenues tant qu'elles ne sont pas révoquées par unemodalesfonction contradictoire, ou

lorsqu'elles ne sont actives que dans le bloc où elles sont programmées. Unnon modalesbloc d'information peut contenir plusieurs fonctions préparatoires si elles ne sont pasGcontradictoires ;

2) Les mots de dimensions ou d'ordre de déplacementcomposés d'une adresse accompagnée de sa valeur formatée, sont les suivants :X, Y, Z : axes principaux désignant les coordonnées des point d'arrivéU, V, W : pour les mouvements secondaires,I, J, K : paramètres définissant les trajectoires circulaires (position du centre)R : paramètres définissant les trajectoires circulaires (rayon)A, B, C : pour les coordonnées angulaires ;

Tableau 2. Adresse et format


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3) Les mots correspondant aux fonctions diverses sont appelés par les adresses :S : précise la vitesse de rotation de la broche,F : précise la vitesse d'avance demandée aux organes mobiles,T : symbole du numéro d'outil,D : pour le numéro du correcteur d'outil,R : paramètres définissant les trajectoires circulaires (rayon) en interpolation circulaire ;

4) Les mots fonctions auxiliaires• Les mots correspondant aux fonctions diverses sont appelés par les adresses :(adresse suivie d'un nombre de 1 à 3 chiffres) servent essentiellement à la programmation desMfonctions de commutation de la machine. Les fonctions auxiliaires peuvent être modales ou non,ou encore des fonctions avant ou après selon qu'elles sont exécutées avant ou après ledéplacement programmé dans le bloc .Tableau 3

Tableau 3. Fonctions auxiliaires (M)

2.4. Fonctions de programmation

Les fonctions que l'on est appelé à rencontrer sur une MOCN peuvent prendre des formesdiverses. Les plus courants sont :a) Fonction G d'initialisation du système de mesureCe sont les fonctions et qui indiquent respectivement que la programmation desG70 G71déplacements s'effectue en : inches ou en mm.- Indication en inches (G70)FormatN5 G70- Indication de cotes en millimètres (G71)FormatN5 G71


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RemarquePour plus de clarté, G70 doit être définie dans la première séquence de programme. Unchangement de G70 à G71 est autorisé dans un programmeDans ce cas, la programmation du système de mesure de la vitesse d'avance est indiquée par lafonction G94 en mm/mn dans le système métrique. Ou en inche / minute dans le systèmeanglo-saxon. La fonction G95 permet de programmer la vitesse d'avance soit en mm/tr (S.M)ou en inche / tr (S.A.S) en fonction de la vitesse de rotation de la broche.

b) Fonction G de déplacementElles sont ou nombre de 4. Ce sont les fonctions suivantes

,• Fonction de positionnement rapide (G00)La commande G00 déplace l'outil dans le système de pièce Jusqu'à à la position spécifiée àl'aide d'une commande incrémentielle (relative) ou absolue à une vitesse transversal rapide.Dans la commande absolue, la valeur des cordonnées du point d'arrivée est programmée.FormatN......G00....X....Z....Les chariots se déplacent à vitesse maxi au point de destination programmé (par ex : position dechangement d'outil, point de départ pour opération d'usinage suivant)

RemarqueUne avance de chariot programmée F se trouve inhibée pendant G00La vitesse d'avance rapide est définie par le fabricant de la machineLe commutateur de correction de l'avance est opérant.


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ExempleN0110 G00 X25

Figure 7.14. Fonction (G00) de positionnement rapide

• G01 Interpolation (Déplacement) linéairequi permet d'atteindre le point programmé en parcourant une trajectoire linéaire à la vitessed'avance spécifiée par le programmeur sous l'adresse FFormatN.....G01...X....Z....F.....Mouvement linéaire (tournage transversal, longitudinal, conique) avec vitesse d'avanceprogrammée en mm/tr (= état d'enclenchement).X Z : Pour une commande absolue, les coordonnées d'une position finale, et pour unecommande incrémentielle (relative), la distance parcourue par l'outil.F: Vitesse d'avance de l'outil

RemarqueSi aucune valeur F n'est pas programmée, l'avance est considérée comme étant 0


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ExempleN0130 G01 X25 Z-30

Figure 7.15. Déplacement linéaire (G01)

• Interpolation circulaire (G02 G03)qui a pour fonction de décrire des cercles complets ou des arcs de cercle à partir de certainséléments géométriques caractéristiques qui les définissent, comme les coordonnées du centre etcelles des points extrêmes.- G02 : Interpolation circulaire dans le sens des aiguilles d'une montre- G03 : Interpolation circulaire dans le sens contraire des aiguilles d'une montre

Fig 7.16. Interpolation circulaire


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FormatN...G02/G03 X.... Z.... I....K... F ..ouN...G02/G03 X... Z....B... F ...X, Z : Point de destination de l'arc de cercle(absolu ou relative)I, K : Paramètres de cercle relatifs (La distance du point de départ au centre I est affectéeà l'axe X, la distance K à l'axe Z)B : Le rayon de l'arc (arc plus petit que le demi-cercle avec +B, plus grand que le demi-cercle avec – B) peut être indiqué au lieu des paramètresI, K.L'outil se déplace au point de destination le long de l'arc défini à l'avance définie en F.

RemarqueL'interpolation circulaire permet de contrôler à chaque instant la position de l'outil pendantl'usinage des arcs de cercles quelconques en général uniquement dans le plan. Ici, le problèmeest plus délicat car le point de départ et le point d'arrivée ne suffisent plus pour définir latrajectoire. Des informations relatives sur la position du centre du cercle sont nécessaires.

Trois paramètres (i), (j) ou (k) sont placés à la suite des ordres de mouvements X, Y, ou Z, lorsde l'interpolation.L'interpolation pourra avoir lieu :- dans le plan XY ---- les paramètres seront et (i) et (j)- dans le plan YZ ---- les paramètres seront et (j) et (k)- dans le plan XZ ---- les paramètres seront et (i) et (k)


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Exemple : TournageTournage

Exemple : Fraisage


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c) Fonction G de sélection du mode de programmationLe programmeur peut choisir entre deux modes de programmation :

, la plus répandue lorsque les Points à atteindre sont- programmation absolue (G90)systématiquement cotés par rapport à l'origine programme (OP) voir figure;FormatN...G90Les adresses doivent être programmées comme suit :X........DiamètreZ+/-.....Cotes absolues (rapportées à l'origine de la pièce)

, lorsque chaque point à atteindre est coté par rapport au point- programmation relative (G91)programmé dans le bloc précédent (voir figure).FormatN...G91Les adresses doivent être programmées comme suit :X.....Rayon de la pièceZ.....Déplacement relatif (réel) avec signe

Remarque• Un passage direct de G90 à G91 n'est pas autorisé dans la séquence.• G90 (G91) peut également être programmée en liaison avec d'autres fonctions G.(N...G90 G00 X...Z...).


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d) Fonction G de sélection du mode de programmation (Décalage d'origine)FormatN....G54/G55/G56/G57On peut définir à l'avance quatre positions dans le volume d'usinage comme points d'origine(par ex. points sur des organes de serrage montés de manière fixe).Les valeurs des décalages d'origine sont entrées dans les données de réglage – décalage d'origine.Ces décalages d'origines sont appelés avec G54 – G57.Donc l'utilisateur peut choisir jusqu'à 4 origines de programmation- G54 décalage de M vers W de coordonnées W/M sont dans le registre 1- G55 ...............................................................................sont dans le registre 2- G56 ...............................................................................sont dans le registre 3- G57.................................................................................sont dans le registre 4

Fig 7.17. Décalage d'origine

ConseilL'annulation du décalage s'effectue par la fonction .G53

Les cycles fixes d'usinageLe processus d'usinage d'une pièce est composé de plusieurs opérations élémentaires ; Fraisage,Perçage, Alésage, ... etc. Pour faciliter la programmation, le code ISO - 7 - bits envisage lescycles fixes pour les opérations élémentaires le nombre de cycles est défini par les instructions dela machinea) Le Cycle G81 : Perçage.Le cycle comprend :1- Le positionnement en rapide suivant X, Y.2- Le positionnement en rapide jusqu'au plan de référence R3- L'avance travail jusqu'à la coordonnée Z.4- Le retour rapide au plan de référence R.Toutes les opérations élémentaires sont programmées par la commande G81.N 030 G81 X ±Y ±Z ± F R ± M


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Figure 7.18. Le Cycle G81 : Perçage

b) Le Cycle G82 : Perçage - AlésageIl comporte les mêmes sous opérations avec en plus une temporisation avant le retour rapide.G82 est utilisé pour le pointage et le lamage.N 025 G04 F 15 (Temporisation de 1,5 secondes)N 030 G82 X ± Y ± Z ± F R ± Mc) Le Cycle G83 : Perçage profond : (Perçage débourrage)Ce cycle comprend :1- Le positionnement en rapide suivant X, Y.2- Le positionnement en rapide jusqu'au plan de référence R3- L'avance travail d'une profondeur H.4- Le retour rapide au plan de référence R.5- La descente en rapide jusqu'à la profondeur R+(H-1).6- La descente en avance travail de H.7- Le retour en rapide au plan de référence R et ainsi de suite jusqu'à atteindre la cote Z.N 020 G 83 X ± Y ± Z ± F R ± H M

Figure 7.19. Cycle G83 : Perçage profond

d) Le Cycle G84 : TaraudageLe cycle comprend :


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1- Le positionnement en rapide suivant X, Y.2- Le positionnement en rapide jusqu'au plan de référence R3- L'avance travail jusqu'à la coordonnée Z.4- L'inversion du sens de rotation de la broche.5- Le retour en avance de travail au plan de référence R.6- La ré-inversion du sens de rotation de la broche.N 050 G84 R X ± Y ± Z - M03

f) Sous programmeDes opérations d'usinage qui se répètent peuvent être entrées sous forme de sous-programmes.Les descriptions de contour pour des cycles sont aussi entrées sous forme de sous-programme.Les numéros L90 à L100 sont réservés pour des cycles et ne doivent pas être utilisés pour dessous programmesAppel d'un sous programme dans le programme de pièce.

ExempleL123P1 LFL : Sous- programme123 Numéro de sous-programmeP1 Nombre d'exécutions du sous programme (99 maxi)Fin de sous-programme avec M17ExempleN150 M17 LF

g) Fonction de vitesse de rotation de la broche (S)La vitesse de l'outil conformément à la pièce lorsque la pièce est usinée est appelée vitessed'usinage. Comme pour la CNC, la vitesse d'usinage peut être spécifiée par la vitesse de labroche en tour / minute.

Figure 7.20.Fonction de vitesse de rotation de la broche

Les commandes associées à la vitesse de la broche sont appelées fonction vitesse de broche.La vitesse d'usinage v (m/min) peut aussi être directement spécifiée par la valeur de la vitesse.Même lorsque le diamètre de la pièce est modifié, la CNC change la vitesse de la broche defaçon à ce que la vitesse d'usinage reste constante. Cette fonction s'appelle fonction contrôle dela vitesse de coupe constante.


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h) Fonction d'avance (F)Le mouvement de l'outil à une vitesse spécifiée pour l'usinage d'une Pièce est appelé avance. Lesvitesses d'avance peuvent être spécifiées à l'aide de chiffres réels. Par Exemple pour déplacerl'outil à une avance de 150 mm/mn il faut programmer ce qui suit: F150.0. La fonction quipermet de définir l'avance est appelée fonction avance.

Figure 7.21. Fonction d'avance

Les avances dans les blocs d'interpolation linéaire ( ), dans les blocs G01 AVANCE DE COUPEd'interpolation circulaire , etc. sont commandées par des nombres avec le code F.( )G02, G03

Fonction d'avance en tournage et en fraisage- Avance par minute (G94)Programmer avec le code F la valeur de l'avance par minute de l'outil. Après avoir spécifié G94la valeur de l'avance de l'outil par minute doit être spécifier par le code F.G94 est un codemodal.une fois spécifié il reste actif jusqu'à ce qu'un code G95 (avance par tour) soitprogrammé.- Avance par tour (G95)Programmer avec le code F la valeur de l'avance de l'outil par tour de broche Après avoirspécifié G95 la valeur de l'avance de l'outil par tour de broche doit être Spécifier par le codeF.G95 est un code modal.une fois spécifié il reste actif jusqu'à ce qu'un code G94 (avance parminute) soit programmé.


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k) Sélection de l'outil pour différents usinage (T et D)Lorsque des perçages, des taraudages, des alésages, des fraisages et autres opérations d'usinagedoivent être effectuées, il est nécessaire de sélectionner un outil adéquat. Lorsqu'un numéro estattribué à chaque outil et que le numéro est spécifié dans le programme, l'outil correspondantest sélectionné. Donc la fonction suivi de 2 chiffres active l'outil dont l'emplacement se (T)trouve à la position sur le porte-outil identifié par les 2 chiffres. Le mot Txx est suivi des motconstitué de la lettre suivi elle-même de 2 chiffre qui désigne le numéro des registresDcontenant les valeurs de décalages –outil.Pour indiquer à la machine, quel outil doit on positionner pour l'usinage on utilise la fonction T(suivi de 2 chiffres

Exemple : N0100 T02 (positionner l'outil de pas 2)T varie entre T01 et T99D suivie de 2 chiffres indique le nombre du registre qui contient les valeurs de décalages-outil

ExempleN0030 T02 D08

d) Fonctions auxiliaires MSe sont les fonctions qui permettent de commander les organes auxiliaires de la machine et lagestion du programme. Les principales fonctions sont :

: Ces deux fonctions auxiliaires donnent l'ordre de mise en• Rotation de la broche (M03-M04)rotation de la broche à droite (sens horaire) ou à gauche (sens anti-horaire). Elles se trouvent enprincipe dans le premier ou deuxième bloc d'un programme.

: Fonction auxiliaire qui commande l'arrêt de la rotation de la• Arrêt de la broche (M05)broche et annule donc les fonctions M03, M04. Cette fonction est utilisée lors d'un changementd'outil dans le bloc précédant le bloc du changement d'outil et à la fin d'un pro-gramme àl'avant-dernier bloc. Cette manière de faire permet de vaincre l'inertie de la broche en rotationsi celle-ci n'est pas équipée de frein.

: cette fonction auxiliaire prescrit un changement manuel ou• Changement d'outil (M06)automatique d'outils. Le choix des outils n'est pas régit par cette fonction, mais par lanumérotation des outils. Cette fonction peut arrêter ou non automatiquement l'arrosage et labroche. Le choix du fabricant de CN doit être précisé dans le mode d'emploi de la commandenumérique.

: Fonctions auxiliaires qui enclenchent l'arrosage de type• Commande d'arrosage (M08)brouillard ou liquide par exemple.

: Fonction auxiliaire qui arrête les arrosages. Elle annule donc les• Arrêt d'arrosage (M09)fonctions M08. Ces trois fonctions peuvent être situées n'importe où dans un programme selonles besoins de l'usinage.


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2.5. Interventions complémentaires

a) Fonction active par défautsA la mise en service de la machine, certains fonctions sont actives par défauts et en peut ne pasles programmés.

ExempleG71 : Programmation en mmG90 : programmation en absolueG95 : Programmation en mm/t

b) Fonction classe par groupeLes fonctions d'un même groupe ne peuvent être sur le même bloc de programme, sinon lamachine indique une alarme.

Exemple- G00, G01, G02, G03 même groupe- G70, G71- G90, G91

c) Fonctions modalesDans un programme, certaines fonctions peuvent ne pas être programmées. Elle reste activéetant qu'elle n'ont pas été annulés par une fonction du même groupe.

ExempleN0000 G00 X Y F100N0010 X YN0020 G02 X Y I JN0030 X Y I J


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3. TD : Manipulation des fonctions de programmation pardes exercices

3.1. Exercice 1 de programmation sur une Fraiseuse

Le dessin noté ci-dessous représente le dessin d'une pièce qu'on veut réaliser sur une fraiseuse àcommande numérique de . Les conditions de coupe sont les suivantsSINUMERIK 820 SIEMENS:- Avance sur -épaisseur de finition ne doit être laissée- La passe d'ébauche est de 3 mm- La vitesse de la broche est de 600 tr/min- La vitesse d'avance est de 150 mm/mn- La fraise utilisée est une fraise deux tailles de diamètre de 16 mm.- Le positionnement initial de la fraise est X-3, Y9 et Z-3La pièce bruite a pour dimensions : Longueur 50 mm * Largeur 50 mm* Epaisseur* 30 mm.Écrire les programmes d'usinage , en utilisant la méthode de contournement par%0015tangentes.

Figure 7.22. Dessin de la pièce


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SolutionLe programme %0015N0000 G71 G94 G90N0010 G54N0020 T01 D01N0030 S600 M03N0040 G00 X-3 Y9 Z-3N0050 G01 Y-43 F150N0060 GO1 X48N0070 Y3N0080 X15N0090 G03 X15 Y-33 U18N0095 G01 X22N0095 Y-35N0100 G00 Z50N0110 M30


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3.2. Exercice 2 de programmation sur un tour

Rédiger un programme NC pour la pièce représentée. Les phases d'usinages peuvent être tiréesdu plan opératoire (voir tableau).

SolutionDiagramme pièce : %0017N0000 G71 G90 G95N0010 G54N0020 T01 D01N0030 S2400 M04N0040 G00 Z1 X52N0050 L22 P9 F200N0060 G90 G00 X35N0062 G01 Z-58


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N0064 X50N0066 X54 Z-60N0068 G00 Z1N0070 X33N0080 L23 P7N0090 G90 G00 X20N0100 L23 P1N0110 G90 G00 X0 Z12N0120 G01 Z-4 X20N0122 G00 Z1N0124 X0N0126 G01 Z0N0130 G03 X20 Z-10 B10N0140 G01 X50 Z50N0150 T03 D03N0160 G00 Z-40N0170 X36N0180 L24 P5N0190 G90 G01 X36N0100 G90 G01 X36N0200 Z-44N0210 L24 P5N0220 G90 G01 X36N0230 G00 X50 Z50N0240 M30Sous programmesL22N0000 G91N0010 G01 Z-59N0020 X1N0030 G00 Z59N0040 X-2N0050 M17L23N0000 G91N0010 G01 Z-21N0020 X7.5 Z-7N0030 G00 Z28N0040 X-8.5N0050 M17L24N0000 G91N0010 G01 X-1.5


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N0020 X0.5N0030 M17

Glossaire

38

BlocTous les fichiers requis pour la programmation et l'exécution d'un programme sont appelés« blocs »

Bloc principalBloc contenant tous les paramètres nécessaires pour le démarrage de l'exécution d'unprogramme pièce.

Cote absolueIndication de la destination du déplacement d'un axe par une cote qui se rapporte à l'originedu système de coordonnées sélectionné.

Cote relativeLes cordonnées sont données par rapport au point précédent

Cotes en métrique ou en inchLes valeurs de position et de pas de filetage peuvent être programmées en inch dans leprogramme d'usinage. Indépendamment de l'unité programmée (G70/G71), la commandeest toujours réglée sur le système de base.

CycleSous-programme protégé servant à exécuter les opérations d'usinage qui se répètentfréquemment sur une pièce.

La technologie CN (Numerical Control)terme utilisé pour le contrôle numérique avec des verniers, des appareils de mesure, etc.

La technologie CNC (Computerized Numerical Control)l'ordinateur est utilisé pour contrôler les déplacements dans les MOCN

La technologie DCN (Distributed Numerical Control)ce système est utilisé pour piloter un ensemble de MOCN. Actuellement, le terme DCN(Direct Numerical Control) signifie souvent qu'une machine est piloté par un ordinateur.

Origine machinePoint fixe de la machine-outil auquel tous les systèmes de coordonnées (qui sont dérivés)peuvent se rapporter.

Origine pièceL'origine pièce est l'origine du système de coordonnées pièces. Celui-ci est déterminé par sadistance par rapport à l'origine machine.

Point de référencePoint de la machine, qui sert de référence au système de mesure des - > axes machine.

Point machine fixePoint défini de façon univoque par la machine-outil, tel que le point de référence

Prise de référence

Glossaire

Glossaire

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Si le système de mesure de position utilisé n'est pas un codeur, il est nécessaire d'exécuterune de référence pour que les mesures fournies par le système de mesure concordent avec lesvaleurs de coordonnées machine.

Programme pièceSéquence d'instructions transmises à la commande CN pour réaliser une -> pièce définieavec des opérations d'usinage définies à partir d'une -> pièce bruite définie.

Programme principalProgramme pièce désigné par un nombre ou un nom et pouvant contenir des appels d'autresprogrammes principaux, sous-programme ou cycles.

Programme principal/ sous-programme globalDans le répertoire, chaque programme principal/ sous-programme global ne peut être stockéqu'une seule fois sous son nom. Cependant, il est possible d'utiliser plusieurs fois le mêmenom dans un même répertoire.

Système anglo-saxonSystème de mesure dans lequel les déplacements sont indiqués en inch (ou fractions d'inch).

Système d'unités métriquesSystème normalisé d'unités de longueur en millimètres

Système de coordonnées machineSystème de coordonnées basé sur les axes de la machine-outil

Système de coordonnées pièceL'origine du système de coordonnées pièce est l'origine pièce. Pour les opérationsprogrammées dans un système de coordonnées pièce, les cotes et les sens sont définis parrapport à ce système.

Abréviations

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machine outil à commande numériqueMOCN : vitesse de rotation de la broche,S : vitesse d'avance demandée aux organes mobiles,F : symbole du numéro d'outil,T : numéro du correcteur d'outil,D :

Origine mesureOm : Origine porte-pièceOpp :

Origine pièceOp : Origine ProgrammeOP :

Point de référencePr :

Abréviations

Références

41

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[12] DIETRICH, GARSAUD, GENTILLON, NICOLAS, Méthodes d'usinage; Méthodologie, production,normalisation. Edition Nathan AFNOR, 1981.

[13] VERNGNAS J. Usinage, Technolologie et pratique. Edition Dunod, 1982

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Bibliographie

Webographie

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http://fr.encarta.msn.com/text_761554377___0/machines-outils.html

http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine-outil

Webographie

Machines outils à commande numérique · 2016. 6. 18. · TD de Programmation Manuelle sur...

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